CN205631401U - 一种3d打印装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种3D打印装置,包括底座、打印机构、刮刀机构、曝光机构和控制机构,其中,所述底座内安装有用于盛放打印溶液的液槽,所述打印机构包括模组和滑动安装在模组上的打印平台;所述刮刀机构包括设置在液槽两侧的导轨,以及滑动安装在导轨上的刮刀;所述曝光机构包括投影仪,以及带动投影仪在液槽上方移动的移动组件,曝光时,所述投影仪曝光口直射打印平台;所述控制机构分别与打印机构、刮刀机构和曝光机构电连接,用于控制各机构的动作。本实用新型所述的3D打印装置,可打印大型3D物品,且具有打印精度高、速度快操作简单等特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种3D打印装置,属于打印设备技术领域。
背景技术
3D打印装置又称三维打印机,是一种采用累积(增材)制造技术(即快速成形技术)的机器,它的原理是把数据和原料放进3D打印机中,机器按照程序把产品一层层造出来。目前,3D打印装置较为常见的是采用SLA立体印刷(又称立体光刻、光造型),根据工作方式不同主要可以分为两种:1、工作平台在液面下,曝光机构位于工作平台上方;2、工作平台在液面上,曝光机构位于工作平台下方。其中,前者的具体工作过程为:液槽中盛满液态光固化树脂,在一定剂量的光波照射下会在设定区域内固化,成型开始时,工作平台在液面下,聚焦后的激光在液面上按计算机的指令照射。当一层照射完成后被照射的地方就同时固化(面成型技术是整个截面同时固化),未被照射的地方仍然是液态树脂。然后升降架带动平台再下降一层高度,上面又布满一层树脂,以便进行第二层照射,新固化的一层牢固地粘在前一层上,如此重复直到3D物品制作完成。这种结构的3D打印装置固化时,因为固化层上表面没有任何阻挡,很容易因为固化层表面张力出现中间凸起的现象,进而影响3D物品的打印质量。
此外,目前常见的3D打印装置都是小型的,打印尺寸一般是100~600*100~600*200~450mm。
有鉴于此,本发明人对此进行研究,专门开发出一种3D打印装置,本案由此产生。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种3D打印装置,可打印大型3D物品,且具有打印精度高、速度快操作简单等特点。
为了实现上述目的,本实用新型的解决方案是:
一种3D打印装置,包括底座、打印机构、刮刀机构、曝光机构和控制机构,其中,所述底座内安装有用于盛放打印溶液的液槽,所述打印机构包括模组和滑动安装在模组上的打印平台,打印平台可沿着模组在液槽内上下移动;所述刮刀机构包括设置在液槽两侧的导轨,以及滑动安装在导轨上的刮刀;所述曝光机构包括投影仪,以及带动投影仪在液槽上方移动的移动组件,曝光时,所述投影仪曝光口直射打印平台;所述控制机构分别与打印机构、刮刀机构和曝光机构电连接,用于控制各机构的动作。
作为优选,所述模组上设有一纵向丝杠,所述打印平台包括与丝扛相连的滑块,以及通过连接杆与滑块相连的打印平台本体,所述丝杠与丝杠电机相连,通过丝杠电机驱动丝杠转动,使打印平台沿模组上下滑动,进而使打印平台本体在液槽内上下移动。
作为优选,所述打印平台本体四周设有若干个通孔,当打印平台本体上打印的3D物品较小时,通孔的设置可以使打印溶液快速流过通孔,溢到打印平台本体上方。
作为优选,所述刮刀机构包括设置在液槽两侧的第一导轨,刮刀的两端分别通过滑块与2个第一导轨内的丝杠联动连接,通过丝杠的转动,带动刮刀在液槽口水平移动,用于消除打印平台本体上的固化层表面张力。
作为优选,所述刮刀进一步与抽气组件相连,刮刀下表边与液槽的打印溶液液面留有间距,在刮刀移动过程中,抽气组件开始抽气,可消除打印溶液表面的气泡。
作为优选,所述刮刀下表边与液槽的打印溶液液面留有0.5~10mm的间距。根据液体的表面张力不同,间距也不同。
作为优选,所述曝光机构的移动组件包括设置在底座两侧的第二导轨,滑动安装在第二导轨上的第三导轨,所述投影仪滑动安装在第三导轨上,曝光时,其曝光口直射打印平台本体,所述第二导轨、第三导轨内均设有丝杠和驱动丝杠的电机,第三导轨的两端分别通过滑块与两侧的第二导轨丝杠联动连接,投影仪通过滑动板与第三导轨内的丝杠联动连接,通过各个丝杠的转动,带动投影仪在打印平台本体上方自由移动,且可定位的任何位置进行曝光。
作为优选,所述3D打印装置还包括一补液机构,所述补液机构包括补液槽,压力组件和液位传感器,所述补液槽底部与液槽相连通,所述压力组件包括压力板,以及带动压力板在补液槽内部上下移动的驱动部,所述液位传感器安装在液槽内,用于检测液槽内的液位,当液槽内的打印溶液下降到一定高度时,驱动部带动压力板向下运动,将补液槽的打印溶液压向液槽内。
作为优选,所述压力组件的驱动部包括垂直设置在补液槽侧边的立柱,以及设置在立柱内的丝杠,所述丝杠通过滑块与压力板联动连接,通过丝杆的转动带动压力板在补液槽内上下移动。
与现有技术相比,采用上述结构的3D打印装置具有如下几个优点:
1、 投影仪通过移动组件可在液槽上方自由移动,实现大面积曝光,进而使本实用新型所述的3D打印装置可以完成大体积物品的打印;
2、 采用刮刀来回移动消除固化层的表面张力、气泡和杂质,可以大幅度提高3D打印物品的精度;
3、采用导轨带动投影仪移动,可实现投影仪快速曝光,进而提高打印效率。
以下结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步详细描述。
附图说明
图1为本实施例的3D打印装置俯视图(初始位置);
图2为本实施例的3D打印装置立体结构图(非初始位置);
图3为本实施例的3D打印装置打印机构立体结构图。
具体实施方式
如图1-3所示,一种3D打印装置,包括底座1、打印机构2、刮刀机构3、曝光机构4、补液机构5和控制机构,其中,所述底座1内安装有用于盛放打印溶液的液槽6,所述打印机构2包括模组21和滑动安装在模组21上的打印平台22,在本实施例中,所述模组21上设有一纵向丝杠211,所述打印平台包括与丝扛211相连的滑块221,以及通过连接杆222与滑块221相连的打印平台本体223,丝杠211底部与丝杠电机相连,通过丝杠电机驱动丝杠211转动,使打印平台22沿模组21上下滑动,进而使打印平台本体223可以在液槽6内上下移动。所述打印平台本体223四周设有若干个通孔224,当打印平台本体223上打印的3D物品较小时,通孔的设置可以使打印溶液快速流过通孔224,溢到打印平台本体223上方。
所述刮刀机构3包括设置在液槽6两侧的第一导轨31,以及滑动安装在第一导轨31上的刮刀32;所述第一导轨31内设有丝杠和驱动丝杆转动的丝杠电机,所述刮刀32的两端分别通过滑块与2个第一导轨31内的丝杠联动连接,通过丝杠的转动,带动刮刀32在液槽口水平移动,刮刀32下表边与液槽6内的打印溶液液面留有间距,根据液体的表面张力不同,间距也不同,所述间距一般为0.5~10mm。刮刀32的移动可消除打印平台本体上的固化层表面张力。为进一步保证打印精度,所述刮刀32还与抽气组件相连,在刮刀32移动过程中,抽气组件开始抽气,可消除打印溶液表面的气泡和杂质。
所述曝光机构4包括投影仪41,以及带动投影仪41在液槽6上方移动的移动组件,在本实施例中,所述移动组件包括设置在底座1两侧的第二导轨42,滑动安装在第二导轨42上的第三导轨43,所述投影仪41滑动安装在第三导轨43上,曝光时,其曝光口直射打印平台本体223,所述第二导轨42、第三导轨43内均设有丝杠和驱动丝杠的电机,第三导轨43的两端分别通过滑块与两侧的第二导轨42丝杠联动连接,投影仪41通过滑动板44与第三导轨43内的丝杠联动连接,通过各个丝杠的转动,带动投影仪41在打印平台本体223上方自由移动,且可定位的任何位置进行曝光。
所述补液机构5包括补液槽51,压力组件52和液位传感器,所述补液槽51底部与液槽6相连通,所述压力组件52包括压力板521,以及带动压力板521在补液槽51内部上下移动的驱动部,所述驱动部包括垂直设置在补液槽51侧边的立柱522,以及设置在立柱522内的丝杠523,所述丝杠523通过滑块524与压力板521联动连接,通过丝杆523的转动带动压力板521在补液槽51内上下移动。所述液位传感器安装在液槽6内,用于检测液槽6内的液位,当液槽6内的打印溶液下降到一定高度时,驱动部带动压力板521向下运动,将补液槽51的打印溶液压向液槽6内。
所述控制机构分别与打印机构2的丝杠电机、刮刀机构3第一导轨丝杆电机、抽气组件、曝光机构4的第二导轨42、第三导轨43内的丝杆电机、投影仪41、补液机构5中的立柱丝杆电机、液位传感器等电连接,用于控制各机构的动作。控制机构可安装在底座的多个地方。
上述3D打印装置的打印方法,包括如下步骤:
步骤1:在液槽6和补液槽51内注入打印溶液,此时,打印平台主体223位于液面下方,打印平台主体223与液面一般留有1个固化层的厚度,投影仪41位于打印平台主体223外;
步骤2、通过控制机构使刮刀32沿着液面平稳移动,刮去液面上的气泡,保证液面平整,同时除去打印面的杂质;
步骤3、通过控制机构使曝光机构4开始工作,根据待打印3D物品的曝光要求,投影仪41通过第二导轨42、第三导轨43移动到设定位置,然后投影仪开始曝光,接着再移动到下一个位置,继续曝光,直至一层完全曝光,整层固化完毕,投影仪41回到初始位置;
步骤4、打印平台22向下移动一个固化层的高度,刮刀32再次沿着液面平稳移动,消除固化层表面张力,曝光机构4重复步骤3的工作,进行下一层的曝光固化;
步骤5、安装在液槽6内的液位传感器实时监测液槽内的液面高度,当低于设定高度时,控制机构控制压力组件52动作,将补液槽51内的打印溶液压向液槽6内,直至液槽6内的液位达到设定高度;
步骤6、3D打印装置重复步骤3、4和5的工作,直至3D物品打印结束。
本实施例所述的3D打印装置及其打印方法采用刮刀32来回移动消除固化层的表面张力、气泡和杂质,可以大幅度提高3D打印物品的精度;投影仪41通过第二导轨42、第三导轨43可在液槽6上方自由移动,实现大面积曝光,进而使本实用新型所述的3D打印装置可以完成大体积物品的打印;此外,采用导轨带动投影仪41移动,可实现投影仪快速曝光,进而提高打印效率。
上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样,任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰,皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。
Claims (9)
1.一种3D打印装置,其特征在于:包括底座、打印机构、刮刀机构、曝光机构和控制机构,其中,所述底座内安装有用于盛放打印溶液的液槽,所述打印机构包括模组和滑动安装在模组上的打印平台,打印平台可沿着模组在液槽内上下移动;所述刮刀机构包括设置在液槽两侧的导轨,以及滑动安装在导轨上的刮刀;所述曝光机构包括投影仪,以及带动投影仪在液槽上方移动的移动组件,曝光时,所述投影仪曝光口直射打印平台;所述控制机构分别与打印机构、刮刀机构和曝光机构电连接,用于控制各机构的动作。
2.如权利要求1所述的一种3D打印装置,其特征在于:所述模组上设有一纵向丝杠,所述打印平台包括与丝扛相连的滑块,以及通过连接杆与滑块相连的打印平台本体,所述丝杠与丝杠电机相连,通过丝杠电机驱动丝杠转动,使打印平台沿模组上下滑动。
3.如权利要求2所述的一种3D打印装置,其特征在于:所述打印平台本体四周设有若干个通孔。
4.如权利要求1所述的一种3D打印装置,其特征在于:所述刮刀机构包括设置在液槽两侧的第一导轨,刮刀的两端分别通过滑块与2个第一导轨内的丝杠联动连接,通过丝杠的转动,带动刮刀在液槽口水平移动。
5.如权利要求4所述的一种3D打印装置,其特征在于:所述刮刀进一步与抽气组件相连,刮刀下表边与液槽的打印溶液液面留有间距。
6.如权利要求5所述的一种3D打印装置,其特征在于:所述刮刀下表边与液槽的打印溶液液面留有0.5~10mm的间距。
7.如权利要求1所述的一种3D打印装置,其特征在于:所述曝光机构的移动组件包括设置在底座两侧的第二导轨,滑动安装在第二导轨上的第三导轨,所述投影仪滑动安装在第三导轨上,曝光时,其曝光口直射打印平台本体,所述第二导轨、第三导轨内均设有丝杠和驱动丝杠的电机,第三导轨的两端分别通过滑块与两侧的第二导轨丝杠联动连接,投影仪通过滑动板与第三导轨内的丝杠联动连接,通过各个丝杠的转动,带动投影仪在打印平台本体上方自由移动,且可定位的任何位置进行曝光。
8.如权利要求1所述的一种3D打印装置,其特征在于:所述3D打印装置还包括一补液机构,所述补液机构包括补液槽,压力组件和液位传感器,所述补液槽底部与液槽相连通,所述压力组件包括压力板,以及带动压力板在补液槽内部上下移动的驱动部,所述液位传感器安装在液槽内,用于检测液槽内的液位,当液槽内的打印溶液下降到一定高度时,驱动部带动压力板向下运动,将补液槽的打印溶液压向液槽内。
9.如权利要求8所述的一种3D打印装置,其特征在于:所述压力组件的驱动部包括垂直设置在补液槽侧边的立柱,以及设置在立柱内的丝杠,所述丝杠通过滑块与压力板联动连接,通过丝杆的转动带动压力板在补液槽内上下移动。
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CN105965889A (zh) * | 2016-05-13 | 2016-09-28 | 浙江迅实科技有限公司 | 一种3d打印装置及其打印方法 |
CN108556116A (zh) * | 2018-05-07 | 2018-09-21 | 北京国科太空工场科技有限责任公司 | 一种光固化3d打印机移动平台装置 |
CN109454866A (zh) * | 2018-12-17 | 2019-03-12 | 深圳市纵维立方科技有限公司 | 一种升降机构以及光固化3d打印装置 |
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